Suunniteltujen palkkien ja otsikkojen koko

Huomaa: Tämä entisen tiedekunnan jäsenemme vanhempi artikkeli on edelleen saatavilla sivustollamme arkistointitarkoituksiin. Osa sen sisältämistä tiedoista saattaa olla vanhentunutta.

Kun rakennepalkkeihin vaikuttavat kuormat on laskettu, seuraava vaihe on koota ja valita sopiva palkki.

kirjoittanut Paul Fisette – © 2003

Osassa 1, ”Ylä- ja palkkikuormituksen laskeminen”, opimme seuraamaan kuormitusreittejä ja kääntämään katto-, seinä- ja lattiakuormat punniksi tukipalkin lineaalijalkaa kohden. Tiedämme kuinka mitata palkkiin vaikuttavat voimat, nyt käytämme näitä tietoja valitaksesi sopivan rakennemateriaalin kuormien vastustamiseksi. Vertaamme sahatavaran, LVL: n, Timberstrandin, Parallamin ja Anthony Power Beamin suorituskykyä ja kustannuksia useissa eri sovelluksissa.

Yksinkertaistettu kokoluokittelu taulukoiden avulla

Riippumatta siitä, minkä materiaalin valitsemme , palkkien on tarjottava riittävä lujuus, jäykkyys ja leikkauskestävyys. Sahatun ja muokatun puupalkin rakenteellinen kyky ennustetaan matemaattisella laskennalla. Kaavat, jotka määrittävät säteen sallitun etäisyyden ja koon, perustuvat useisiin muuttujiin, kuten laji, laatu, koko, taipumisraja ja kuormitustyyppi. Voit tehdä nämä laskelmat itse tai käyttää span taulukoita. Tekniset asiantuntijat ovat laskeneet monia muuttujien yhdistelmiä ja esittäneet erilaisia ratkaisuja span-taulukoiden muodossa.

Saw-Lumber -taulukot ovat käteviä työkaluja. Etsit vain etäisyyttä, jonka sinun on ylitettävä; sovittaa säteen jalkaa kohden kuormitus ilmoitettuihin Fb (lujuus) – ja E (jäykkyys) -arvoihin; ja bang: sinulla on voittaja! Span-pöytiä on helppo käyttää, mutta niillä on rajoituksia. Ne eivät tarjoa hienosäädettyjä tuloksia. Useimmissa sädepöydissä luetellaan vain koko jalka-alueen ulottuvuudet, kuten 11’0 ″, 12’0 ″ jne. Ja vaikka span-taulukot tarjoavat rajallista tietoa, ne ovat hyvin pitkiä. American Forest & Paper Associationin Wood Structural Design Data tarjoaa span-suosituksia massiivisahatuille puupalkkeille, joiden pituus on enintään 32 jalkaa, mutta taulukossa on runsaat 140 sivua. WSDD on erittäin hyödyllinen kirja (WSDD maksaa 20 dollaria. Soita 800-890-7732). Hanki se referenssikirjastoosi. WSDD-taulukoissa luetellaan vain massiivipuupalkkien arvot L / 360-taipumisrajoilla. Mutta voit huijata WSDD-taulukoita antamaan sinulle kaksinkertaisten tai kolmoisten 2-by-palkkien arvot muilla taipumarajoilla. Toimi vain seuraavasti:

Suunnitellut puunvalmistajat huomauttavat nopeasti, että niiden tuotteet tarjoavat erinomaisen lujuuden ja jäykkyyden. Väitteet ovat periaatteessa totta, mutta maksat paremmasta suorituskyvystä. Lujuutta vähentäviä ominaisuuksia, kuten solmuja, viljan laatua ja kaltevuutta, hallitaan valmistusprosessin aikana siten, että lopputuote edustaa puukuidun tehokkaampaa käyttöä. Suunniteltu puu on johdonmukainen kappaleesta toiseen, koska jokainen kappale on tehty enemmän tai vähemmän samaksi. Riippumatta valitsemastasi tuotteesta, rakenteellista suorituskykyä ohjaavat lujuus (Fb) ja jäykkyys (E). LVL-tuotteella, jonka Fb on 3100, on enemmän kuormitusta kuin ja LVL-tuotteella, jonka Fb on 2400. Ole siis varovainen, kun vertaat tuotteita. Kaikki nämä korkean suorituskyvyn tuotteet ovat kustannustehokkaita joissakin sovelluksissa. Ja toisinaan ne tekevät tai rikkovat mallin.

Suunniteltujen puiden jännevälipöytiä käytetään aivan samalla tavalla kuin sahatavaraa. Rakennussäännöt sallivat jännitteisten kuormien vähentämisen kuormituksen keston perusteella.Esimerkiksi katolle kohdistuu täysi lumikuorma vain pieni prosenttiosuus vuoden aikana, joten tämä otetaan huomioon katon kuormituslaskennassa. Yleensä kukin valmistaja soveltaa näitä alennuksia automaattisesti ja merkitsee selkeästi sopivan sovelluksen eri taulukoissa lattian ja katon olosuhteisiin. Ole varovainen: jotkut valmistajat vaativat kulmasäätöä kattokuormituksille. Toisin sanoen jotkut valmistajat eivät perustaa kattokuormituksia vaakasuoraan projektioon, vaan pikemminkin alustojen kuormituksia kosketuksen todelliseen pituuteen. Katso huolellisesti kirjallisuutta, ennen kuin määrität kattokuormat harjanteen palkin tai otsikon jalkaa kohti. Tyypillisesti leikkausarvot sisällytetään taulukoihin, ja myös tarvittava laakerin pituus palkkien päissä annetaan. Taulukot on rajoitettu koko jalka-alueelle, mutta arvot voidaan interpoloida murtopituuksille. Valmistettujen puutavarien kokoa vastaavat taulukot ovat valmistajien toimittamia maksutta.

Suunniteltujen palkkien ja otsikkojen koottamiseksi aloitat kuorman palkin jalkaa kohti. Suunnitellulla puulla käytetään sekä elävää että kuollutta kuormaa. Elävä kuorma määrittää jäykkyyden ja kokonaiskuormitusta käytetään vahvuuden määrittämiseen. Mitoitusvaiheet ovat:

Case House

Huomioitavia vaihtoehtoja on uskomattoman pitkä määritettäessä sahattuja ja valmistettuja palkkeja tai otsakkeita. Olen yrittänyt yksinkertaistaa prosessia valitsemalla useita suosittuja materiaaleja ja mitoittamalla ne kotelotaloon. Valitut sovellukset ja alueet ovat mielivaltaisia, mutta yleisiä. On varmasti olemassa monia erilaisia latausskenaarioita kuin esitetyt. Jokaisen sovelluksen latausolosuhteet on tarkistettava ennen palkkien ja otsikkojen kokoamista. Tämä harjoitus antaa sinulle kuitenkin tuntuman sahatavaran, LVL: n, Parallamin, Timberstrandin ja Anthony Power Beamin vertailusta eri sovelluksissa.

Span-taulukoiden avulla olen mitoittanut useita rakenneosia 2 ilmasto-olosuhteeseen. Yksi joukko elementtejä on 50 kilon lumikuormitusilmastossa ja toinen 20 kilon muualla kuin lumessa. Molempia kuormia käsitellään jännitteinä. Sovellukset ovat: (katso kaaviot ja laskelmat kustakin olosuhteesta)

Kun määritin kuormat, mitoitin ja hinnoitelin palkit, joita tarvitaan kuormien kuljettamiseen. Harkitsin viittä erilaista ehtoa saadakseni selville vaihtoehtojen keskinäisen vertailun.

Huomioita

Sahatavaralla on rajoituksia. Sen taivutuslujuus on usein vain puolet muokatuista puutuotteista. Tämän seurauksena se ei poista pitkiä matkoja, se on kooltaan vain 2 × 12, eikä tiettyjä rakennelaatuja ole aina saatavilla. Valitut rakennelaadut ovat erikoistilauksia monissa paikoissa. Kaikkia lajeja ei myöskään ole helposti saatavilla. Esimerkiksi Douglas-firia on vaikea ostaa joillakin itäisillä markkinoilla. Lyhyillä jännevälillä sahatavaraa on kuitenkin vaikea voittaa.

Laminoitu viilupuu (LVL) on vahva, jäykkä ja monipuolinen. Se ulottuu pitkiä matkoja. Pystyin käyttämään LVL: ää jokaiseen sovellustapaukseen. Tyypillisesti LVL on 1 ¾ ”paksu ja sen syvyys vaihtelee välillä 7 ¼” – 18 ″. Hienosäätää LVL-palkin kantokykyä lisäämällä vain toinen kerros palkin sivulle. Työ on tekijä. Useiden LVL-kerrosten laminointi vie aikaa. Mutta ylöspäin on, että 2 työntekijää pystyy yleensä käsittelemään kunkin laminoinnin painon kokoonpanon yhteydessä. LVL: ää kuljetetaan varastotuotteena useimmissa puutavarapihoilla, ja se on tuttu useimmille rakennusmääräysten virkamiehille ja suunnittelijoille.

Anthony Power Beam (APB) on suhteellisen uusi tulokas rakennepalkkimarkkinoilla, joka pystyy kilpailemaan LVL: n kanssa. ja Parallam. APB on laminoitu palkituote, jota on saatavana 3 1 / 2ö ja 5 1 / 2ö leveydellä vastaamaan vakioseinämän 2 × 4 ja 2 × 6 seinämän paksuutta. Syvyydet vaihtelevat välillä 7 to – 18 ″, sopivat I-palkkisyvyyksiin. Saatavana on myös laajempi 7ö-versio, jonka syvyys on 28 7/8 ″. APB vaatii hyvin vähän työvoimaa, koska se tulee ”täysin koottuna”, mutta se on melko raskas. Talomme 18-jalkainen autotalli painaa 380 puntaa. APB on uusi tuote, ja sen levinneisyys on hieman rajallinen, joten joudut ehkä etsi paikallinen toimittaja. Soita jälleenmyyjälle soittamalla Anthony Forest Products -yhtiölle.

Parallam, jonka on valmistanut Trus Joist MacMillan (TJM), määrittelee käytännössä termin: yhdensuuntaisen säikeen puutavara (PSL). PSL on kokoonpano pitkiä, ohuita puuviilun säikeitä, jotka on liimattu yhteen muodostamaan yhtenäiset pituuden palkit. Käytetty puukuitu on vahva ja jäykkä. Useita leveyksiä välillä 1 ¾ ”- 7 ″ on saatavana 9 ¼” – 18 ″ syvyydessä. Parallamin mitat ovat yhteensopivia muiden suunniteltujen puutuotteiden kanssa, kuten I-palkit ja LVL. Parallam on ollut käytössä jonkin aikaa, mutta silti – kaikkia kokoja ei ole saatavana kaikilla alueilla. On parasta suunnitella suunnittelu hyvissä ajoin. APB: n tavoin Parallam tulee täysin koottuna ja on verrattain raskas. Se on hyvä valinta pitkille kirkkaille alueille, joissa sahattu puutavara on epäkäytännöllistä.

TimberStrand FrameWorks Header, TJM: n valmistama laminoitu säikeinen puutavara (LSL), on viimeisin merkintä rakenteiden ylä- ja palkkikilpailuun. LSL valmistetaan päivittämällä vähäarvoinen haapa ja poppelikuitu korkealaatuiseksi rakennemateriaaliksi. Fb- ja E-arvot eivät todellakaan ole yhteensopivia APB: n, LVL: n ja PSL: n kanssa, mutta TimberStrandin suorituskyky on vaikuttava. Se toimi useimmissa tapaustalomme sovelluksissa. On syytä huomata, että 18-jalkainen autotallinoven otsikkosovellus työnsi TimberStrandin sen rakenteellisen rajan yli. TimberStrand Header on saatavana vain 3 ½ ”leveydellä syvyydessä, joka vaihtelee välillä 4 3/8” 18 ”. Tämä tuote on uusi, ja jakelijat eivät halua varastoida varastoja. Se on kustannustehokas vaihtoehto monille sovelluksille, mutta sitä voi olla vaikea löytää.

Tuotteiden vertailu

Taulukossa 1 on koottu kaikkien laitteiden kuormitus-, koo- ja kustannustiedot. sovellukset. Yläosavälit ovat tyypillisiä ikkunalle ja patioovelle. Rakenteellinen harjanne edustaa suuren perhehuoneen kokoa. Palkin pinta-ala perustuu keskikokoisen pelihuoneen kokoon. Ja autotallin oven otsikko perustuu 2 auton autotallin oven aukkoon.

Napsauta nähdäksesi taulukon 1

Kaikki kuvat toimitetaan Journal of Light Construction -palvelun kautta.